基于單片機的船舶艙室漏水報警系統設計

宋海燕+陳繼濤+秦富貞

摘 要：運用電極型水浸傳感器和STC12C5A60S2單片機，設計了一種基于單片機的船舶多路漏水檢測聲光報警系統，把漏水檢測與報警裝置緊密的結合在一起。當船舶出現漏水情況時，通過單片機進行聲光報警，以起到對險情的預警作用。

關鍵詞：船舶；漏水報警；單片機

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.018

0 引言

目前國際上對于船舶多路漏水檢測聲光報警系統都是覆蓋使用，使用比較混亂。因此，設計一種具有專一性的船舶多路漏水聲光報警系統，具有非常重要的實際意義和運用價值。

1 系統總體設計

本系統是多路船舶艙室漏水檢測聲光報警系統。報警器系統中的手動按鍵、聲音報警、燈光報警等，安裝在監測室內，電極型水浸傳感器分別安裝在每個艙室內。

1.1 系統結構

艙室漏水多路聲光報警系統中的單路系統框圖如圖1所示。單片機控制器選用STC公司的內置8通道10位精度逐次比較型模數轉換器的STC12C5A60S2增強型51單片機，具有速度高、低功耗等優點，輸入電壓范圍為0-5 V。這里STC12C5A60S2處于船艙漏水多路聲光報警器的核心地位，一方面控制系統的正常運作，另一方面來處理電極水浸傳感器傳來的信號，是整個系統的中樞元件。

1.2 系統功能

船舶多路漏水檢測聲光報警系統能夠同時對多個船艙的艙室的漏水情況進行檢測，進行聲光報警。通過單片機監測傳感器，如果檢測到漏水，就進行LED燈光報警和蜂鳴器聲音報警。處理完漏水情況后或發現是誤報警情況，通過人工干預，關閉報警器。

2 硬件電路設計

2.1 水浸傳感器檢測電路

該電路采用適用于船舶的電極型水浸傳感器，放置在需要檢測的區域。主要根據電極浸水阻值發生變化原理，通過對電壓檢測的數據來確定傳感器的工作狀態，再通過電壓比較器進行比較與處理，得到外部電路狀態的電平數值，并送往STC12C5A60S2單片機進行檢測處理與儲存。電極型水浸感傳器的接口電路如圖2所示。

STC12C5A60S2單片機內置的ADC模塊的輸入通道復用P1.0-P1.7引腳，用戶通過程序設計將八路中的任意一路設置為模數轉換器功能。ADC模塊的參考電壓是單片機電源電壓。系統選用16路模擬開關CD4067連接傳感器輸出端和單片機。

2.2 供電電路

供電電路主要是通過穩壓集成電路MC7805AK和濾波電容來實現的，為單片機提供穩定電壓的同時濾除外界干擾，避免了電源波動對單片機運行產生的不良影響。

圖3所示為供電電路的典型的電路圖。

2.3 聲光報警電路

聲光報警電路中采用了內部裝置是集成了多諧振蕩器的有源蜂鳴器，只要在外部施加直流電就可以正常工作。它的控制電路和驅動電路是非常簡潔方便的。同時，驅動發光二極管，在檢測到漏水時點亮二極管。

3 系統軟件

系統軟件運用全方位循序掃描程序的方法，實時監控電極水傳感器的工作狀態。若檢測到電極水傳感器出現異常，則立即開啟聲音報警與燈光報警。在主控室的監測人員，通過帶有編號的LED燈來判斷到底哪一個艙室發生漏水，確認是否發生了漏水，然后采取緊急措施。

4 結束語

本文提出了基于單片機的船舶多路漏水檢測聲光報警系統的研究方案與設計方法，同時完成了采集與報警系統的研究與設計方法。實驗證明，本系統的總體設計合理，誤差率低，控制效果理想。

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作者簡介：宋海燕（1982-），女，碩士，副教授，主要研究方向：控制工程。endprint